2021-2022学年新教材高中物理 第三章 机械波 第二节 机械波的描述测评（含解析）粤教版选择性必修第一册.docx

1、第二节机械波的描述课后篇巩固提升必备知识基础练1.一列波从空气传入水中,保持不变的物理量是()A.波速B.波长C.频率D.以上都不变答案C解析波的频率由波源决定,与介质无关,选项C正确;波速由介质决定,波由一种介质进入另一种介质,波速v发生变化,选项A、D错误;由=vf知选项B错误.2.(多选)对公式v=f的理解,以下说法正确的是()A.由v=f可知,波速与频率成正比B.波速v由介质决定,频率f由波源决定C.当波由一种介质进入另一种介质时,频率不变,波速、波长改变D.v=f适用于横波,不适用于纵波答案BC解析波速只与介质有关,频率由波源决定,选项A错误,B正确;不同频率的波在同一种介质中传播时

2、,波长与频率成反比,同一列波从一种介质进入另一种介质,频率不变,选项C正确;v=f适用于一切波,选项D错误.3.(多选)下图为一完整的波形,下列有关说法正确的是()A.若P是振源,此时P向上振动B.若Q是振源,此时Q向上振动C.若P是振源,此时P向下振动D.若Q是振源,此时Q向下振动答案AD解析若P为振源,则该波向右传播,P处于下坡路上,所以向上振动,A正确;若Q为振源,则该波向左传播,Q处于上坡路上,所以向下振动,D正确.4.(2021福建泉州第十六中学高二月考)下列说法正确的是()A.一列简谐波在同一种介质中传播时各质点具有相同的周期和振幅B.当机械波从一种介质进入另一种介质时,保持不变的

3、物理量是波长C.由波在均匀介质中的传播的速度公式v=f可知,频率越高,波速越大D.在波的传播方向上,相距半波长的整数倍的两质点的振动情况完全相同答案A解析简谐波在同一种介质中传播时各质点具有相同的周期和振幅,故A正确;当机械波从一种介质进入另一种介质时,频率不变,波长和波速改变,故B错误;波的传播速度与介质有关,与频率大小无关,故C错误;在波的传播方向上,相距半波长的奇数倍的两质点的振动情况相反,故D错误.5.(多选)(2021江苏高二期末)如图所示,一列简谐横波在均匀介质中沿+x轴方向传播,其波长为、周期为T.某时刻,在该波传播方向上的P、Q两质点(图中未画出,P点比Q点更靠近波源)偏离各自

4、平衡位置的位移大小相等、方向相反,则下列说法正确的是()A.P、Q两质点平衡位置间的距离可能等于2B.此时刻P、Q两质点的速度可能相同C.波从P点传到Q点所需时间可能等于一个周期D.P、Q两质点平衡位置间的距离可能介于2和之间答案ABD解析P、Q两质点的位移大小相等、方向相反,它们可能是反相点,振动情况总是相反,也可能不是,所以P、Q两质点间的距离可能等于半个波长,也可能不等于半个波长,故A、D正确;根据波形分析可知,此时刻P、Q两质点的速度方向可能相反,也可能相同,故B正确;若P、Q间距离等于一个波长,波从P点传到Q点所需时间等于一个周期,而P、Q的位移大小相等,方向相反,P、Q间距离不可能

5、等于一个波长,所以波从P点传到Q点所需时间不可能等于一个周期,故C错误.6.(2021山东高二期末)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形,P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5 m和x=6.5 m处.t=0.5 s时,质点P恰好第二次位于波峰位置.下列说法正确的是()A.这列波的周期为0.5 sB.这列波的传播速度为6 m/sC.t=0.6 s时,质点Q将位于波峰位置D.质点Q在00.9 s内的路程为18 cm答案D解析简谐横波沿x轴正方向传播,可知t=0时刻质点P经平衡位置向上运动,则质点P第二次到达波峰需经54T,则T=0.4s,故A错误;该波的波长为=2m,则波

6、速v=T=20.4m/s=5m/s,故B错误;t=0时刻Q点通过平衡位置向下运动,故t=0.6s=1.5T时,质点Q通过平衡位置向上运动,故C错误;因n=tT=0.90.4=2.25,故质点Q在00.9s内的路程为s=2.254A=92cm=18cm,故D正确.7.(多选)大家熟悉的do,re,mi,fa,sol,la,si是一组按照音调高低次序排列起来的音阶,下表中列出了某乐律中各音的频率.下列说法正确的是()唱名doremifasollasif/ Hz264297330352396440495A.do音和sol音的振动频率之比为23B.do音和sol音的振动周期之比为23C.do音和sol

7、音在空气中传播时的波长之比为32D.do音和sol音在空气中传播时的速度之比为23答案AC解析do音和sol音的振动频率之比fdofsol=264396=23,do音和sol音的振动周期之比TdoTsol=fsolfdo=32,故A正确,B错误;do音和sol音在空气中传播时的波速相同,由v=f知,do音和sol音在空气中传播时波长之比dosol=fsolfdo=32,故C正确,D错误.8.(2021江苏扬州高二月考)如图所示是一列横波在某一时刻的波形图像.已知这列波的频率为5 Hz,此时x=0.5 m处的质点正在向y轴正方向振动,问:(1)这列波正在向哪个方向传播?(2)波速大小是多少?(3

8、)该质点1 s内通过的路程是多少?答案(1)向x轴正方向传播(2)10 m/s(3)2 m解析(1)由于x=0.5m处的质点正在向y轴正方向振动,所以这列波正在向x轴正方向传播.(2)由题图可知=2m,根据v=f,代入数据可得,波速大小v=10m/s.(3)每经过一个周期,质点振动4倍振幅的路程,而每1s运动5个周期,故1s内通过的路程s=540.1m=2m.关键能力提升练9.(多选)(2021陕西洛南中学高二月考)一列自右向左传播的简谐横波,在t=0时刻的波形图如图所示,此时坐标为(1,0)的质点刚好开始运动,在t=0.3 s时刻,质点P在t=0时刻后首次到达波峰位置,质点Q的坐标是(-3,

9、0),则下列说法正确的是()A.在t=0时刻,质点P的速度方向沿y轴负方向B.这列波的传播速度为0.3 m/sC.在00.3 s时间内,质点A运动的路程为0.03 mD.在t=0.5 s时刻,质点Q首次到达波峰位置答案AD解析根据t=0时刻的波形图,可知波长=4cm,在t=0时刻质点P沿y轴负方向运动,质点P的速度方向沿y轴负方向,选项A正确;在t=0.3s时,质点P在t=0时刻后首次到达波峰位置,说明波动周期T=0.4s,这列波的传播速度为v=T=10cm/s=0.1m/s,选项B错误;在00.3s时间内,即34T时间内,质点A运动的路程为3个振幅,即38cm=24cm=0.24m,选项C错

10、误;在t=0.5s时,波沿x轴负方向传播了5cm,质点Q首次到达波峰位置,选项D正确.10.(多选)(2021江苏海安高级中学高二期末)直角坐标系xOy的y轴为两种均匀介质、的分界线,位于x=0处的一波源发出的两列机械波a、b同时分别在介质、中传播,某时刻的波形图如图所示,此时刻a波恰好传到x=4 m处,下列说法正确的是()A.波源的起振方向沿y轴负方向B.两列波的频率关系fa=4fbC.此时刻b波传到x=-16 m处D.质点P在这段时间内的路程为50 cm答案ACD解析此时刻x=4m处的质点刚刚开始振动,根据质点的传播方向和振动方向的关系可知,该质点此时刻向y轴负方向振动,说明波源开始振动的

11、方向也为y轴负方向,A正确;由题意可知,这两列波是由同一波源发出的,两列波的频率相同,B错误;由图像可知,a波的波长为a=1m,b波的波长为b=4m,根据公式v=T=f可得vavb=ab=14,根据x=vt可得xaxb=vavb=ab=14,代入数据可得xb=16m,b波向左传播,所以此时刻b波传到x=-16m处,C正确;分析可知质点P振动的时间为2.5个周期,质点P在这段时间内的路程为s=2.545cm=50cm,D正确.11.(2021山东济南高三月考)一根粗细均匀的绳子,右侧固定,使左侧的S点上下振动,产生一列向右传播的机械波,某时刻的波形如图所示.下列说法中正确的是()A.左侧的质点重

12、复右侧的质点的振动过程B.波的传播速度逐渐减小C.S点振动的频率逐渐增大D.波的传播方向与质点的振动方向相同答案C解析由机械波产生的机理可知,右侧的质点重复左侧的质点的振动过程,选项A错误;波的传播速度由介质决定,波速不变,选项B错误;S点振动产生的机械波的波长减小,则根据f=v可知,振动的频率逐渐增大,选项C正确;由题图可知,波的传播方向与质点的振动方向垂直,选项D错误.12.(多选)如图所示,一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形为图中实线,t=1 s时刻的波形为图中虚线,已知该波的周期大于1 s.则下列说法正确的是()A.该波的波速为5 m/sB.该波的周期为1.6 sC.t=0

13、时刻,x=10 m处的b点正在向y轴负方向运动D.t=1 s时刻,x=4 m处的a点相对平衡点的位移为1.5 cm答案AB解析由于波的周期大于1s,所以1s内波的传播距离小于其波长,由题图可知,该波在1s内传播的距离s=5m,所以波速v=st=5m/s,故A正确;由题图可知波长=8m,所以周期T=v=85s=1.6s,故B正确;由于波在向x轴正方向传播,故t=0时刻b点正在向y轴正方向运动,故C错误;t=0时刻,a点处于波谷位置,以该时刻为计时起点,则a点的振动方程为y=3sin2Tt-2cm,代入t=1s得y=3sin34cm=322cm,故D错误.13.(2021山东高二期末)如图所示,一

14、列简谐横波沿x轴正方向传播,在x轴上有P、M、Q三点,从波传到x=5 m的M点时开始计时,已知t1=0.7 s时M点第二次出现波峰.求:(1)这列波传播的速度大小;(2)从t=0起到t2=1 s止,质点Q(x=9 m)通过的路程.答案(1)10 m/s(2)60 cm解析(1)质点M在t=0时沿y轴负方向振动,经过74个周期第二次出现波峰所以t1=74T解得T=0.4s由题图可知波长为4m,可得波速为v=T=40.4m/s=10m/s(2)从t=0开始,设经过t,质点Q开始振动,则有t=xQ-xMv=410s=0.4s所以质点Q振动的时间为t1=t2-t=1s-0.4s=0.6s质点Q的路程为s=t1T4A=0.60.4410cm=60cm